COM-порт в Windows (программирование): различия между версиями

Содержимое удалено Содержимое добавлено

Линейный

Версия от 09:56, 30 мая 2006

Написать программу, управляющую устройством через COM-порт, для MS-DOS не так сложно. С платформой Win32 дело обстоит сложнее. Но только на первый взгляд. Конечно напрямую работать с регистрами портов нельзя, Windows это не позволяет, зато можно не обращать внимания на тонкости различных реализаций (i8055, 16450, 16550A) и не возиться с обработкой прерывание.

Открытие порта

С последовательными и параллельными портами в Win32 работают как с файлами. Для открытия порта используется функция CreateFile. Эта функция предоставляется Win32 API. Ее прототип выглядит так:

  HANDLE CreateFile(
     LPCTSTR               lpFileName,
     DWORD                 dwDesiredAccess,
     DWORD                 dwShareMode,
     LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
     DWORD                 dwCreationDistribution,
     DWORD                 dwFlagsAndAttributes,
     HANDLE                hTemplateFile
  );

lpFileName

Указатель]] на строку с именем открываемого или создаваемого файла. Формат этой строки может быть очень «хитрым». В частности можно указывать сетевые имена для доступа к файлам на других компьютерах. Можно открывать логические разделы или физические диски и работать в обход файловой системы.

Последовательные порты имеют имена «COM1», «COM2», «COM3», «COM4» и так далее. Точно так же они назывались в MS-DOS. Параллельные порты называются «LPT1», «LPT2» и так далее.

dwDesiredAccess

Задает тип доступа к файлу. Возможно использование следующих значений:

0 Опрос атрибутов устройства без получения доступа к нему.
GENERIC_READ Файл будет считываться.
GENERIC_WRITE Файл будет записываться.
GENERIC_READ|GENERIC_WRITE Файл будет и считываться и записываться.

dwShareMode

Задает параметры совместного доступа к файлу. Коммуникационные порты нельзя делать разделяемыми, поэтому данный параметр должен быть равен 0.

lpSecurityAttributes

Задает атрибуты защиты файла. Поддерживается только в Windows NT. Однако при работе с портами должен в любом случае равняться NULL.

dwCreationDistribution

Управляет режимами автосоздания, автоусечения файла и им подобными. Для коммуникационных портов всегда должно задаваться OPEN_EXISTING.

dwFlagsAndAttributes

Задает атрибуты создаваемого файла. Так же управляет различными режимами обработки. При работе с портом этот параметр должен быть или равным 0, или FILE_FLAG_OVERLAPPED. Нулевое значение используется при синхронной работе с портом, а FILE_FLAG_OVERLAPPED при асинхронной, или другими словами, при фоновой обработке ввода/вывода. Подробнее про асинхронный ввод/вывод я расскажу позже.

hTemplateFile

Задает описатель файла-шаблона. При работе с портами всегда должен быть равен NULL.

При успешном открытии файла, в данном случае порта, функция возвращает дескриптор (HANDLE) файла. При ошибке [[|INVALID_HANDLE_VALUE]]. Код ошибки можно получитить вызвав функцию [[|GetLastError]].

Закрытие порта

Открытый порт должен быть закрыт перед завершением работы программы. В Win32 закрытие объекта по его дескриптору выполняет функция [[|CloseHandle]]:

  BOOL CloseHandle(
     HANDLE hObject
  };

При успешном завершении функция возвращает не нулевое значение, при ошибке нуль.

Пример открытия/закрытия на языке C

  #include <windows.h>
  . . .
  HANDLE port;
  . . .
  Port=CreateFile("COM2",GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,0,NULL);
  if(port==INVALID_HANDLE_VALUE) {
     MsgBox(NULL,"Не возможно открыть последовательный порт","Error",MB_OK);
     ExitProcess(1);
  }
  . . .
  CloseHandle(Port);
  . . .

В данном примере открывается порт СОМ2 для чтения и записи, используется синхронный режим обмена. Проверяется успешность открытия порта, при ошибке выводится сообщение и программа завершается. Если порт открыт успешно, то он закрывается.

Структура DCB

Основные параметры последовательного порта описываются структурой DCB. Временные параметры структурой COMMTIMEOUTS. Существует еще несколько информационных и управляющих структур, но они используются реже. Настройка порта заключается в заполнении управляющих структур и последующем вызове функций настройки.

Основную информацию содержит структура DCB:

  typedef struct _DCB {
      DWORD DCBlength;            // sizeof(DCB)
      DWORD BaudRate;             // current baud rate
      DWORD fBinary:1;            // binary mode, no EOF check
      DWORD fParity:1;            // enable parity checking
      DWORD fOutxCtsFlow:1;       // CTS output flow control
      DWORD fOutxDsrFlow:1;       // DSR output flow control
      DWORD fDtrControl:2;        // DTR flow control type
      DWORD fDsrSensitivity:1;    // DSR sensitivity
      DWORD fTXContinueOnXoff:1;  // XOFF continues Tx
      DWORD fOutX:1;              // XON/XOFF out flow control
      DWORD fInX:1;               // XON/XOFF in flow control
      DWORD fErrorChar:1;         // enable error replacement
      DWORD fNull:1;              // enable null stripping
      DWORD fRtsControl:2;        // RTS flow control
      DWORD fAbortOnError:1;      // abort reads/writes on error
      DWORD fDummy2:17;           // reserved
      WORD  wReserved;            // not currently used
      WORD  XonLim;               // transmit XON threshold
      WORD  XoffLim;              // transmit XOFF threshold
      BYTE  ByteSize;             // number of bits/byte, 4-8
      BYTE  Parity;               // 0-4=no,odd,even,mark,space
      BYTE  StopBits;             // 0,1,2 = 1, 1.5, 2
      char  XonChar;              // Tx and Rx XON character
      char  XoffChar;             // Tx and Rx XOFF character
      char  ErrorChar;            // error replacement character
      char  EofChar;              // end of input character
      char  EvtChar;              // received event character
      WORD  wReserved1;           // reserved; do not use
  } DCB;

Эта структура содержит почти всю управляющую информацию, которая в реальности располагается в различных регистрах последовательного порта.

DCBlength

Задает длину, в байтах, структуры DCB. Используется для контроля корректности структуры при передаче ее адреса в функции настройки порта.

BaudRate

Скорость передачи данных. Возможно указание следующих констант: CBR_110, CBR_300, CBR_600, CBR_1200, CBR_2400, CBR_4800, CBR_9600, CBR_14400, CBR_19200, CBR_38400, CBR_56000, CBR_57600, CBR_115200, CBR_128000, CBR_256000. Эти константы соответствуют всем стандартным скоростям обмена. На самом деле, это поле содержит числовое значение скорости передачи, а константы просто являются символическими именами. Поэтому можно указывать, например, и CBR_9600, и просто 9600. Однако рекомендуется указывать символические константы.

fBinary

Включает двоичный режим обмена. Win32 не поддерживает недвоичный режим, поэтому данное поле всегда должно быть равно 1, или логической константе TRUE (что предпочтительней). В Windows 3.1, если это поле было равно FALSE, включался текстовый режим обмена. В этом режиме поступивший на вход порта символ заданый полем EofChar свидетельствовал о конце принимаемых данных.

fParity

Включает режим контроля четности. Если это поле равно TRUE, то выполняется проверка четности, при ошибке, в вызывающую программу, выдается соответсвующий код завершения.

fOutxCtsFlow

Включает режим слежения за сигналом [[|CTS]]. Если это поле равно [[|TRUE]] и сигнал [[|CTS]] сброшен, передача данных приостанавливается до установки сигнала CTS. Это позволяет подключеному к компьютеру прибору приостановить поток передаваемой в него информации, если он не успевает ее обрабатывать.

fOutxDsrFlow

Включает режим слежения за сигналом [[|DSR]]. Если это поле равно TRUE и сигнал DSR сброшен, передача данных прекращается до установки сигнала DSR.

fDtrControl

Задает режим управления обменом для сигнала [[|DTR]]. Это поле может принимать следующие значения:

DTR_CONTROL_DISABLE Запрещает использование линии DTR
DTR_CONTROL_ENABLE Разрешает использование линии DTR
DTR_CONTROL_HANDSHAKE Разрешает использование рукопожатия для выхода из ошибочных ситуаций. Этот режим используется, в частности, модемами при восстановленни в ситуации потери связи.

fDsrSensitivity

Задает чувствительсть коммуникационного драйвера к состоянию линии [[|DSR]]. Если это поле равно TRUE, то все принимаемые данные игнорируются драйвером (коммуникационный драйвер расположен в операционной системе), за исключением тех, которые принимаются при установленом сигнале DSR.

fTXContinueOnXoff

Задает, прекращается ли передача при переполнении приемного буфера и передаче драйвером символа XoffChar. Если это поле равно TRUE, то передача продолжается, несмотря на то, что приемный буфер содержит более XoffLim символов и близок к переполнению, а драйвер передал символ XoffChar для приостановления потрока принимаемых данных. Если поле равно

FALSE

, то передача не будет продолжена до тех пор, пока в приемном буфере не останется меньше XonLim символов и драйвер не передаст символ XonChar для возобновления потока принимаемых данных. Таким образом это поле вводит некую зависимость между управлением входным и выходным потоками информации.

fOutX

Задает использование XON/XOFF управления потоком при передаче. Если это поле равно TRUE, то передача останавливается при приеме символа XoffChar, и возобновляется при приеме символа XonChar.

fInX

Задает использование XON/XOFF управления потоком при приеме. Если это поле равно TRUE, то драйвер передает символ XoffChar, когда в приемном буфере находится более XoffLim, и XonChar, когда в приемном буфере остается менее XonLim символов.

fErrorChar

Указывает на необходимость замены символов с ошибкой четности на символ задаваемый полем ErrorChar. Если это поле равно TRUE, и поле fParity равно TRUE, то выполняется замена.

fNull

Определяет действие выполняемое при приеме нулевого байта. Если это поле TRUE, то нулевые байты отбрасываются при передаче.

fRtsControl

Задает режим управления потоком для сигнала RTS. Если это поле равно 0, то по умолчанию подразумевается RTS_CONTROL_HANDSHAKE. Поле может принимать одно из следующих значений: RTS_CONTROL_DISABLE Запрещает использование линии RTS RTS_CONTROL_ENABLE Разрешает использование линии RTS RTS_CONTROL_HANDSHAKE Разрешает использование RTS рукопожатия. Драйвер устанавливает сигнал RTS когда приемный буфер заполнен менее, чем на половину, и сбрасывает, когда буфер заполняется более чем на три четверти. RTS_CONTROL_TOGGLE Задает, что сигнал RTS установлен, когда есть данные для передачи. Когда все символы из передающего буфера переданы, сигнал сбрасывается.

fAbortOnError

Задает игнорирование всех операций чтения/записи при возникновении ошибки. Если это поле равно TRUE, драйвер прекращает все операции чтения/записи для порта при возникновении ошибки. Продолжать работать с портом можно будет только после устранения причины ошибки и вызова функции ClearCommError.

fDummy2

Зарезервировано и не используется.

wReserved

Не используется, должно быть установлено в 0.

XonLim

Задает минимальное число символов в приемном буфере перед посылкой символа XON.

XoffLim

Определяет максимальное количество байт в приемном буфере перед посылкой символа XOFF. Максимально допустимое количество байт в буфере вычисляется вычитанием данного значения из размера применого буфера в байтах.

ByteSize

Определяет число информационных бит в передаваемых и принимаемых байтах.

Parity

Определяет выбор схемы контроля четности. Данное поле должно содержать одно из следующих значений: EVENPARITY Дополнение до четности MARKPARITY Бит четности всегда 1 NOPARITY Бит четности отсутствует ODDPARITY Дополнение до нечетности SPACEPARITY Бит четности всегда 0

StopBits

Задает количество стоповых бит. Поле может принимать следующие значения: ONESTOPBIT Один стоповый бит ONE5STOPBIT Полтора стоповых бита TWOSTOPBIT Два стоповых бита

XonChar

Задает символ XON используемый как для примема, так и для передачи.

XoffChar

Задает символ XOFF используемый как для примема, так и для передачи.

ErrorChar

Задает символ, использующийся для замены символов с ошибочной четностью.

EofChar

Задает символ, использующийся для сигнализации о конце данных.

EvtChar

Задает символ, использующийся для сигнализации о событии.

wReserved1

Зарезервировано и не используется. Поля структуры: